一种路基材料及其使用方法与流程

本发明涉及环境保护和资源回收利用，具体而言，涉及一种路基材料及其使用方法。

背景技术：

1、工程弃土是城市建设和工程项目中产生的不可避免的废弃物之一，具有体积大、重量重、运输成本高等特点。同时，其成分复杂，可能含有建筑垃圾、石块、泥土等多种物质。工程弃土的处理方式主要包括填埋、堆山造景等。填埋是最传统的处理方式之一，不但占用土地资源且可能对环境造成污染；随着环保意识的提高和资源化利用技术的发展，工程弃土的资源化利用越来越受到重视。工程弃土用于路基是一种常见的废弃物资源化利用方式，其不仅可以减少对新土资源的开采，降低工程造价，还能有效减少土地占用和环境污染。

2、不同项目的弃土质量差异较大，这种质量波动导致在工程弃土用于路基时，需 要对其进行严格的筛分、破碎和拌合处理，以去除杂质和提高土料的均匀性。含硫酸钠盐类工程弃土在作为路基填料时，容易发生盐胀，抗水性也相对较差。同时，在低温环境下，这些土料还可能发生冻胀和开裂，对路基造成损害。因此，在使用工程弃土作为路基填料时，需要采取额外的防水和防冻措施。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种路基材料及其使用方法，以解决现有技术中含硫酸盐类工程弃土抗水性、防冻性差的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种路基材料，包括如下重量份的组分：工程弃土90~92份、胶凝材料8~10.5份、固化剂材料0.1~0.16份；

3、固化剂材料包括水、复配减水剂、引气剂、助剂；其中，水、复配减水剂、助剂的重量比为（0.08~0.1）：（0.02~0.06）：（0.01~0.03）；引气剂的重量为胶凝材料重量的0.01%~0.03%。

4、胶凝材料包括第一胶凝材料和第二胶凝材料，第一胶凝材料包括高炉矿渣、流变剂、碱性激发剂，第二胶凝材料包括水泥；

5、复配减水剂包括脂肪族减水剂和聚羧酸减水剂；

6、助剂包括早强剂、分散剂和石蜡乳液。

7、进一步地，第一胶凝材料中，高炉矿渣、流变剂、碱性激发剂的重量比为（50~80）：（20~50）：（0.1~0.5）。

8、进一步地，第一胶凝材料和第二胶凝材料的重量比为（10~82）：（20~90）。

9、进一步地，脂肪族减水剂和聚羧酸减水剂的重量比为（300~445）：（5~150）。

10、进一步地，助剂中，早强剂、分散剂、石蜡乳液的重量比为（1~3）：（10~15）：（3~5）；石蜡乳液中石蜡的质量分数为17%~26%。

11、进一步地，流变剂为粉煤灰。

12、进一步地，硅灰或膨润土可代替部分粉煤灰，替代掺量控制在10%以内，对于有抗冻融要求的情况下，硅灰或膨润土的掺量不应高于6%。

13、进一步地，碱性激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、水玻璃、偏硅酸钠中的至少一种。

14、进一步地，水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸镁水泥中的至少一种。

15、进一步地，引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃磺酸钠、三萜皂苷、十二烷基苯磺酸钠、松香酸钠中的至少一种。

16、进一步地，早强剂为氯化钠、三乙醇胺、硫酸铝、甲酸钙中的至少一种。

17、进一步地，分散剂为二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、聚乙二醇、聚丙烯酸中的至少一种。

18、进一步地，碱性激发剂为氢氧化钠，水泥为普通硅酸盐水泥，引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，早强剂为氯化钠，分散剂为二乙醇单异丙醇胺。

19、进一步地，石蜡乳液的制备方法包括如下步骤：将水加热至80~90℃进行预热；将乳化剂和石蜡混合，加热熔融，得到熔融混合物；将熔融混合物加入预热好的水中进行乳化，随后冷却，得到石蜡乳液。

20、进一步地，石蜡乳液中，乳化剂和石蜡的重量比为（3~4）：10。

21、进一步地，制备石蜡乳液的过程中，加热熔融的温度为80~90℃。

22、进一步地，制备石蜡乳液的过程中，乳化的时间为10~20min，乳化时的搅拌速率为800~1000r/min。

23、进一步地，石蜡为56#石蜡、58#石蜡、全精炼60#石蜡中的至少一种。

24、进一步地，乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温-80、司盘-80中的至少一种。

25、根据本发明的第二方面，提供了一种路基材料的使用方法，包括如下步骤：

26、s1，将碱性激发剂与高炉矿渣、流变剂混合，得到第一胶凝材料；

27、s2，将水、复配减水剂和引气剂混合，得到第二混合物，将第二混合物与助剂混合，得到固化剂材料；

28、s3，将工程弃土与第一胶凝材料混合，闷料，得到第三混合物；

29、s4，将第二胶凝材料和固化剂材料加入第三混合物中，搅拌均匀，得到第四混合物；

30、s5，将第四混合物摊铺在路面上，进行压实，形成路基。

31、进一步地，s3中，对工程弃土进行预处理，得到预处理工程弃土，再将预处理工程弃土与第一胶凝材料混合；预处理工程弃土的含水率为12%~15%，预处理工程弃土的平均粒径为1mm~5mm。

32、进一步地，s3中，闷料的时间为24~48h。

33、进一步地，s5中，压实条件为：压实度90%~95%。

34、应用本发明公开的方案，以聚羧酸减水剂和脂肪族减水剂作为复配减水剂，可以提高减水剂的稳定性，协同改善复配减水剂的减水能力以及抗裂性能；此外，以上述复配减水剂、早强剂、分散剂、石蜡乳液作为固化剂材料，对于含硫酸钠盐类工程弃土或成分复杂的工程弃土具有良好作用，有助于提高其防水性能和防冻性能。除此之外，选用水泥、高炉矿渣、流变剂、碱性激发剂和水作为胶凝材料，可以将工程弃土很好地粘结在一起，与上述固化剂材料协同提升路基的抗压性能、抗渗性能。

技术特征：

1.一种路基材料，其特征在于，包括如下重量份的组分：工程弃土90~92份、胶凝材料8~10.5份、固化剂材料0.1~0.16份；

2.根据权利要求1所述的路基材料，其特征在于，所述第一胶凝材料中，所述高炉矿渣、所述流变剂、所述碱性激发剂的重量比为（50~80）：（20~50）：（0.1~0.5）；和/或，所述第一胶凝材料和所述第二胶凝材料的重量比为（10~82）：（20~90）。

3.根据权利要求1所述的路基材料，其特征在于，所述复配减水剂中，所述脂肪族减水剂和所述聚羧酸减水剂的重量比为（300~445）：（5~150）；和/或，所述助剂中，所述早强剂、所述分散剂、所述石蜡乳液的重量比为（1~3）：（10~15）：（3~5）；所述石蜡乳液中石蜡的质量分数为17%~26%。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的路基材料，其特征在于，所述流变剂为粉煤灰；和/或，所述碱性激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、水玻璃、偏硅酸钠中的至少一种；和/或，所述水泥为普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸镁水泥中的至少一种；和/或，所述引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、α-烯烃磺酸钠、三萜皂苷、十二烷基苯磺酸钠、松香酸钠中的至少一种；和/或，所述早强剂为氯化钠、三乙醇胺、硫酸铝、甲酸钙中的至少一种；和/或，所述分散剂为二乙醇单异丙醇胺、三异丙醇胺、聚乙二醇、聚丙烯酸中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的路基材料，其特征在于，所述流变剂为粉煤灰，所述碱性激发剂为氢氧化钠，所述水泥为普通硅酸盐水泥，所述引气剂为脂肪醇聚氧乙烯醚，所述早强剂为氯化钠，所述分散剂为二乙醇单异丙醇胺。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的路基材料，其特征在于，所述石蜡乳液的制备方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的路基材料，其特征在于，包括如下特征中的至少一项：

8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的路基材料的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述s3中，对所述工程弃土进行预处理，得到预处理工程弃土，再将所述预处理工程弃土与所述第一胶凝材料混合，所述预处理工程弃土的含水率为12%~15%，所述预处理工程弃土的平均粒径为1mm~5mm。

10.根据权利要求8所述的使用方法，其特征在于，所述s3中，所述闷料的时间为24~48h；和/或，所述s5中，所述压实条件为：压实度90%~95%。

技术总结
本发明公开了一种路基材料及其使用方法，涉及环境保护和资源回收利用技术领域。本发明公开的路基材料包括工程弃土、胶凝材料、固化剂材料；其中，胶凝材料包括第一胶凝材料和水泥，第一胶凝材料包括高炉矿渣、流变剂、碱性激发剂；固化剂材料包括水、复配减水剂、引气剂和助剂；复配减水剂包括脂肪族减水剂和聚羧酸减水剂；助剂包括早强剂、分散剂和石蜡乳液。本发明通过对成分进行选择，实现了工程弃土、高炉矿渣等材料的废物利用，并且制得的路基材料的抗压性能、水稳性能以及抗冻融性能好，具有良好的安全性。

技术研发人员：董子平,何新春,王旭,张建锋,屈敏,谢金亮,郝建青,吴华
受保护的技术使用者：中国恩菲工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/7